Ο κωδικοποιητής είναι μια συνδυαστική συσκευή που εκτελεί τις αντίθετες λειτουργίες ενός αποκωδικοποιητή. Όταν ένα σήμα εφαρμόζεται σε μία από τις εισόδους του (μοναδικός κώδικας), ο αντίστοιχος δυαδικός κώδικας πρέπει να δημιουργηθεί στην έξοδο.

Εάν ο αριθμός των εισόδων του κωδικοποιητή είναι 2n, τότε ο αριθμός των εξόδων είναι προφανώς

πρέπει να είναι ίσο με n, δηλ. τον αριθμό των bit δυαδικού κώδικα που μπορούν να κωδικοποιήσουν 2n καταστάσεις.

Ας δείξουμε τη σύνθεση του κυκλώματος κωδικοποιητή με n=3. Ο πίνακας αλήθειας έχει τη μορφή που φαίνεται στον πίνακα. 2.

Η λειτουργία του κωδικοποιητή περιγράφεται από τρεις συναρτήσεις y3, y2, y1, καθεμία από τις οποίες είναι ίση με ένα σε τέσσερα σύνολα (ο αριθμός συνόλου αντιστοιχεί στον αριθμό εισόδου). Τα βιογραφικά DNF των συναρτήσεων εξόδου είναι ίσα με:

Τρεις συναρτήσεις υλοποιούνται από τρεις διαχωριστές (Εικ. 11), οι έξοδοι των οποίων δημιουργούν έναν δυαδικό κώδικα τριών bit.

Σε αυτήν την περίπτωση, το όρισμα x0 δεν περιλαμβάνεται σε κανένα από τα λογικές συναρτήσειςκαι ο δίαυλος x0 παραμένει αχρησιμοποίητος. Πράγματι, το σήμα εισόδου x0 πρέπει να αντιστοιχεί στον κωδικό "000", ο οποίος θα εξακολουθεί να βρίσκεται στην έξοδο του κωδικοποιητή εάν όλα τα άλλα ορίσματα είναι ίσα με μηδέν.

Ρύζι. 11.

Δομή κωδικοποιητή

Κατά την κατασκευή ενός κωδικοποιητή για να ληφθεί ένας φυσικός δυαδικός κώδικας στην έξοδο, λαμβάνεται υπόψη ότι τα περιττά δεκαδικά ψηφία 1, 3, 5, 7,... έχουν ένα στο λιγότερο σημαντικό ψηφίο ενός τέτοιου κωδικού, δηλ. η έξοδος του λιγότερο σημαντικού bit θα πρέπει να είναι 1 εάν είναι στην είσοδο Νο. 1 ή στην είσοδο Νο. 3, κ.λπ. Ως εκ τούτου, οι είσοδοι κάτω τους αναγραφόμενους αριθμούςμέσω του στοιχείου OR συνδέονται στην έξοδο του bit χαμηλής τάξης. Τα δεκαδικά ψηφία 2, 3, 6, 7,… έχουν μια μονάδα στο δεύτερο ψηφίο του δυαδικού κωδικού. Οι είσοδοι με αυτούς τους αριθμούς πρέπει να συνδέονται μέσω ενός στοιχείου OR στην έξοδο του κωδικοποιητή, στην οποία έχει οριστεί το δεύτερο ψηφίο του κωδικού. Ομοίως, οι είσοδοι 4, 5, 6, 7,... μέσω ενός στοιχείου OR πρέπει να συνδεθούν στην έξοδο στην οποία έχει οριστεί το τρίτο bit, αφού οι κώδικές τους έχουν ένα σε αυτό το bit κ.λπ.

Το κύκλωμα κωδικοποιητή, κατασκευασμένο σύμφωνα με την αναφερόμενη αρχή, φαίνεται στο Σχ. 12, α, α συμβατική εικόνα- στο Σχ. 12, b, όπου E είναι η είσοδος άδειας λειτουργίας και E0 είναι η έξοδος, λογικό 0 στο οποίο υποδηλώνει ότι δεν διεγείρεται ούτε μία είσοδος πληροφοριών.

Για την επέκταση της χωρητικότητας bit (cascading) των κωδικοποιητών, η είσοδος E του επόμενου κωδικοποιητή συνδέεται στην έξοδο E0 του προηγούμενου. Εάν οι είσοδοι πληροφοριών του προηγούμενου κωδικοποιητή δεν διεγείρονται (E0=0), τότε ο επόμενος κωδικοποιητής λαμβάνει άδεια λειτουργίας.

Ρύζι. 12. Κύκλωμα κωδικοποιητή (α) και συμβατική εικόνα (β)

Εφαρμογή κρυπτογράφησης

Ο κωδικοποιητής μπορεί να οργανωθεί όχι μόνο για να αναπαριστά (κωδικοποιεί) έναν δεκαδικό αριθμό σε δυαδικό κώδικα, αλλά και για να εκδίδει έναν συγκεκριμένο κωδικό (η τιμή του είναι προεπιλεγμένη), για παράδειγμα, όταν πατηθεί ένα πλήκτρο με το αντίστοιχο σύμβολο. Όταν εμφανιστεί αυτός ο κωδικός, το σύστημα ειδοποιείται ότι έχει πατηθεί ένα συγκεκριμένο πλήκτρο πληκτρολογίου.

Οι κρυπτογραφητές χρησιμοποιούνται σε συσκευές που μετατρέπουν έναν τύπο κώδικα σε άλλο. Σε αυτή την περίπτωση, ο συνδυασμός αποκρυπτογραφείται πρώτα πηγαίος κώδικας, με αποτέλεσμα να εμφανίζεται ένα λογικό 1 στην αντίστοιχη έξοδο του αποκωδικοποιητή Αυτή η εμφάνιση του κωδικού εισόδου, η τιμή του οποίου καθορίζεται από τον αριθμό της διεγερμένης εξόδου του αποκωδικοποιητή, τροφοδοτείται στον κωδικοποιητή, οργανωμένη σε. με τέτοιο τρόπο ώστε κάθε κωδικός εισόδου να προκαλεί την εμφάνιση ενός δεδομένου κωδικού εξόδου.

Οι κρυπτογραφητές χρησιμοποιούνται για την κατασκευή συσκευών εισαγωγής πρωτογενών πληροφοριών - πληκτρολόγια. Για να γίνει αυτό, είναι απαραίτητο να δημιουργηθούν ενεργά επίπεδα του σήματος κωδικού ενιαίας εισόδου χρησιμοποιώντας τα πλήκτρα του πληκτρολογίου. Ομοίως, είναι δυνατή η υλοποίηση συσκευών εξόδου πληροφοριών χρησιμοποιώντας αποκωδικοποιητές, για παράδειγμα δείκτες ή ενεργοποιητές.

Στο Σχ. Το σχήμα 13 δείχνει ένα παράδειγμα κατασκευής γραμμικού και πληκτρολόγια matrixγια 8 και 64 κλειδιά αντίστοιχα.

Ρύζι. 13.

Στο διάγραμμα του Σχ. 13, και το λογικό μηδέν εισόδου σχηματίζεται πατώντας το αντίστοιχο κουμπί και κλείνοντας το κύκλωμα εισόδου στο μηδενικό δυναμικό του κοινού καλωδίου. Ελλείψει ενέργειας στα κουμπιά, τα δυναμικά εισόδου του κωδικοποιητή μέσω των αντιστάσεων R1...R8 έλκονται μέχρι την τάση τροφοδοσίας, δηλ. έχουν παθητικά επίπεδα λογικών μονάδων. Ο αντίστοιχος δυαδικός κωδικός του αριθμού του πατημένου κουμπιού από την έξοδο του κωδικοποιητή εισέρχεται στο ψηφιακό τμήμα του κυκλώματος της συσκευής μέτρησης για μεταγενέστερη επεξεργασία. Ένα σημάδι ότι τουλάχιστον ένα από τα κουμπιά είναι πατημένο είναι το ενεργό επίπεδο του σήματος "κουμπί πατημένο", που παράγεται από την ακίδα G του τσιπ κωδικοποιητή. Αυτό το σήμα μπορεί να χρησιμεύσει ως εντολή στην ψηφιακή συσκευή στην οποία είναι συνδεδεμένο το πληκτρολόγιο για να ξεκινήσει η ανάγνωση του κωδικού του πατημένου κουμπιού. Ένα τέτοιο σήμα μπορεί να παρέχεται, για παράδειγμα, στη γραμμή διακοπής ενός συστήματος μικροεπεξεργαστή.

Τα γραμμικά πληκτρολόγια έχουν περιορισμούς στον αριθμό των κουμπιών, που καθορίζονται από το βάθος bit του κωδικοποιητή. Επειδή πολλές σύγχρονες συσκευές μέτρησης έχουν ευρεία λειτουργικότητα και μπορεί να απαιτούν μεγάλη ποσότηταγραμμική οργάνωση σε αυτή την περίπτωση μπορεί να μην είναι επαρκής. Όταν είναι απαραίτητο να δημιουργηθούν πληκτρολόγια με μεγάλο αριθμό κουμπιών, η οργάνωση μήτρας είναι βέλτιστη δομικά και κυκλώματα, ένα παράδειγμα της οποίας φαίνεται στο Σχ. 13, β. Σε αυτό το σχήμα, τα κουμπιά SA1...SA64 εγκαθίστανται στις διασταυρώσεις σειρών και στηλών μιας ορθογώνιας μήτρας με διαστάσεις 8x8. Τα κουμπιά μετρώνται σαρώνοντάς τα σε μια μήτρα. Η ψηφιακή συσκευή παράγει έναν δυαδικό κωδικό, ο οποίος μετατρέπεται από τον αποκωδικοποιητή DD2 (ο αποκωδικοποιητής στο διάγραμμα φαίνεται σε κατοπτρική εικόνα, δηλαδή οι είσοδοι του στο UGO εμφανίζονται στα δεξιά και οι έξοδοι στα αριστερά) σε έναν ενιαίο αντίστροφο κωδικό , ως αποτέλεσμα του οποίου η επιλεγμένη στήλη μήτρας αποκτά ένα λογικό δυναμικό μηδενικού επιπέδου . Αυτό ισοδυναμεί με τη σύνδεση μιας από τις επαφές των κουμπιών SA1...SA8 στο κύκλωμα στο Σχ. 10, α. Στη συνέχεια, εάν πατηθεί ένα κουμπί στην επιλεγμένη στήλη, ο δυαδικός του κωδικός θα δημιουργηθεί στην έξοδο του κωδικοποιητή DD1 και το σήμα "κουμπί πατημένο" θα γίνει επίσης ενεργό. Διαφορετικά, το σήμα "κουμπί πατημένο" θα είναι σε παθητικό επίπεδο. Με μια ορισμένη περιοδικότητα, η ψηφιακή συσκευή θα αλλάξει τον δυαδικό κωδικό της ενεργοποιημένης στήλης μήτρας, με αποτέλεσμα όλες οι στήλες να μετρώνται κυκλικά. Έτσι, ο δυαδικός κώδικας της ενεργοποιημένης στήλης θα είναι η έξοδος για ψηφιακή συσκευή, στο οποίο είναι συνδεδεμένο αυτό το πληκτρολόγιο και ο κωδικός του αριθμού κουμπιού στη στήλη είναι η είσοδος. Με αυτήν την οργάνωση, η ψηφιακή συσκευή απαιτείται να μετράει συνεχώς το πληκτρολόγιο, δημιουργώντας τον δυαδικό κώδικα της στήλης στον αποκωδικοποιητή στήλης. Συχνά μια τέτοια ψηφιακή συσκευή είναι ένα σύστημα μικροεπεξεργαστή. Η ανάθεση του έργου της συνεχούς δημιουργίας και εναλλαγής κωδικών στηλών μήτρας σε αυτό προκαλεί υπερφόρτωση με αυτήν τη διαδικασία, γεγονός που μειώνει την απόδοση του συστήματος. Επομένως, για την εκφόρτωση του συστήματος μικροεπεξεργαστή, χρησιμοποιείται μια συσκευή στο κύκλωμα του πληκτρολογίου που δημιουργεί και εναλλάσσει αυτόνομα τους κωδικούς των στηλών του πίνακα. Μια τέτοια συσκευή είναι ο μετρητής DD3, οι είσοδοι του οποίου παρέχονται με μια ακολουθία παλμών από τη γεννήτρια παλμών GN. Στο διάγραμμα, η σύνδεση του μετρητή με τις εισόδους του αποκωδικοποιητή φαίνεται με διακεκομμένες γραμμές. Στη γενική περίπτωση, ο μετρητής παράγει στην έξοδο του έναν δυαδικό κωδικό για τον αριθμό των παλμών που φτάνουν στην είσοδό του. Έτσι, ο κωδικός από την έξοδο του μετρητή θα αυξάνεται συνεχώς κατά ένα, πράγμα που θα συνεπάγεται την ενεργοποίηση γειτονικών στηλών στον πίνακα. Ο ίδιος κωδικός θα εισέλθει στην ψηφιακή συσκευή ως κωδικός εισόδου για τον προσδιορισμό του αριθμού της ενεργής στήλης του πίνακα. Ένα σημάδι ότι έχει πατηθεί τουλάχιστον ένα κουμπί θα είναι η παρουσία στην έξοδο "κουμπί πατημένο" ενός ενεργού επιπέδου σήματος, το οποίο είναι μια εντολή για την ψηφιακή συσκευή να διαβάζει τους κωδικούς των αριθμών στηλών και το πατημένο κουμπί στη στήλη.

Κρυπτογραφητές προτεραιότητας

Εκτός από τους κανονικούς κρυπτογραφητές, υπάρχουν και κρυπτογραφητές προτεραιότητας. Τέτοιοι κρυπτογραφητές εκτελούν μια πιο περίπλοκη λειτουργία. Όταν χειρίζεστε υπολογιστές και άλλες συσκευές, το πρόβλημα του προσδιορισμού του υποψηφίου προτεραιότητας για σέρβις λύνεται συχνά. Αρκετοί ανταγωνιστές υποβάλλουν αιτήματα εξυπηρέτησης που δεν μπορούν να ικανοποιηθούν ταυτόχρονα. Πρέπει να επιλέξετε ποιος θα λάβει υπηρεσία προτεραιότητας. Η απλούστερη έκδοση της εργασίας είναι να εκχωρήσετε μια σταθερή προτεραιότητα σε κάθε πηγή αιτήματος. Για παράδειγμα, μια ομάδα οκτώ αιτημάτων R7,…, R0 (R - από το αγγλικό αίτημα - αίτημα) σχηματίζεται με τέτοιο τρόπο ώστε η υψηλότερη προτεραιότητα να μειώνεται από αριθμό σε αριθμό. Η χαμηλότερη προτεραιότητα είναι η μηδενική πηγή - θα εξυπηρετηθεί μόνο εάν δεν υπάρχουν όλα τα άλλα αιτήματα. Εάν υπάρχουν πολλά αιτήματα ταυτόχρονα, το αίτημα με τον μεγαλύτερο αριθμό εξυπηρετείται.

Ο κωδικοποιητής προτεραιότητας εξάγει τον δυαδικό αριθμό του υψηλότερου αιτήματος. Με μία μόνο καθοδηγούμενη είσοδο, ο κωδικοποιητής προτεραιότητας λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο όπως ένας δυαδικός κωδικοποιητής. Επομένως, στις σειρές IC, ο δυαδικός κωδικοποιητής ως ανεξάρτητο στοιχείο μπορεί να απουσιάζει. Ο τρόπος λειτουργίας του είναι μια ειδική περίπτωση του κωδικοποιητή προτεραιότητας.

Ο κωδικοποιητής μετατρέπει τους δεκαδικούς αριθμούς σε δυαδικό σύστημαΥπολογισμός. Το σχήμα 9.9 δείχνει μια συμβολική εικόνα ενός κωδικοποιητή που μετατρέπει δεκαδικοί αριθμοί 0, 1, 2, … , 9 για την έξοδο του κωδικού 8421 και ο πίνακας της αλήθειας του. Σύμβολο CDπου σχηματίζεται από τα γράμματα μιας αγγλικής λέξης Κωδικοποιητής. Εμφανίζεται στα αριστερά 10 Είσοδοι κωδικοποιητή, δεξιά – έξοδοι κωδικοποιητή. Οι αριθμοί 1,2,4,8 υποδεικνύουν τους συντελεστές στάθμισης των δυαδικών τεσσάρων ψηφίων του κωδικοποιητή.

Από τον πίνακα αλήθειας μπορεί να φανεί ότι η έξοδος x 1 θα αντιστοιχεί στο log. 1 , εάν μία από τις μεταβλητές εισόδου y 1, y 3, y 5, y 7, y 9 έχει επίσης ένα αρχείο καταγραφής. 1 . Επομένως, μπορούμε να συνθέσουμε τη λογική πράξη x 1 =y 1 y 3 y 5 y 7 y 9 . Για τις υπόλοιπες εξόδους μπορείτε να δημιουργήσετε λογικές πράξεις: x 2 =y 2 y 3 y 6 y 7, x 4 =y 4 y 5 y 6 y 7, x 8 =y 8 y 9.

Εικ.9.9. Συμβολική εικόνα του κωδικοποιητή και του πίνακα αληθείας του

Χρησιμοποιώντας τις λαμβανόμενες λογικές πράξεις, είναι δυνατό να υλοποιηθεί ένα κύκλωμα λογικού κωδικοποιητή που βασίζεται σε λογικά στοιχεία Ή, φαίνεται στο Σχ. 9.10. Οι κρυπτογραφητές χρησιμοποιούνται σε συσκευές εισαγωγής πληροφοριών ψηφιακά συστήματααπό το πληκτρολόγιο.

Εικ.9.10. Λογικό κύκλωμα κωδικοποιητή

Κατά το σχεδιασμό συστημάτων τηλεχειριστήριο, ειδικά στους αρχάριους ραδιοερασιτέχνες, τίθεται συχνά το ερώτημα: ποια μέθοδο κωδικοποίησης πληροφοριών ελέγχου να επιλέξετε; Οι πιο συνηθισμένες μέθοδοι κωδικοποίησης πληροφοριών: αριθμός-παλμός και συχνότητα-παλμός. Στην πρώτη περίπτωση, η εντολή μεταδίδεται από έναν ορισμένο αριθμό παλμών, οι οποίοι «επεξεργάζονται» από τον αποκωδικοποιητή και διανέμονται μεταξύ των καναλιών των ενεργοποιητών. Τυπικά, τέτοια συστήματα κωδικοποίησης εκτελούνται εξ ολοκλήρου σε μικροκυκλώματα. Είναι πολυομαδικές (από 4 έως 16 ομάδες). Είναι δύσκολο για έναν αρχάριο ραδιοερασιτέχνη να στήσει τέτοιο εξοπλισμό. Και το πιο σημαντικό, με τον σύγχρονο κορεσμό του εύρους 27-30 MHz, ο εξοπλισμός αποκτά ανοσία σε παρεμβολές, ειδικά εάν συναρμολογείται χρησιμοποιώντας τεχνολογία CMOS.

Με τη μέθοδο κωδικοποίησης παλμικής συχνότητας, κάθε εντολή μεταδίδεται σε συγκεκριμένες συχνότητες που διαφέρουν μεταξύ τους. Με την κωδικοποίηση συχνότητας παλμών, ο εξοπλισμός είναι πιο ανθεκτικός στις παρεμβολές. Το κύριο μειονέκτημα του εξοπλισμού είναι ο περιορισμένος αριθμός εντολών λόγω της πολυπλοκότητας του αποκωδικοποιητή. Ο αποκωδικοποιητής χρησιμοποιεί φίλτρα LC. Είναι αδύνατο να κατασκευαστούν και να διαμορφωθούν αυτά τα φίλτρα χωρίς ορισμένες δεξιότητες και εξοπλισμό, αυτό περιπλέκει το σχεδιασμό.

Προσφέρω στους αναγνώστες απλό εξοπλισμό τηλεχειρισμού. Είναι χτισμένο στην αρχή της κωδικοποίησης παλμικής συχνότητας και συναρμολογείται σε μικροκυκλώματα. Χαρακτηριστικά γνωρίσματαείναι η ατρωσία του από το θόρυβο και η απουσία φίλτρων LC στον αποκωδικοποιητή, γεγονός που καθιστά τον εξοπλισμό εύκολο στη ρύθμιση.

Ο κωδικοποιητής (Εικ. 1) συναρμολογείται σε τέσσερα μικροκυκλώματα της σειράς K555. Το τσιπ DD1 περιέχει έναν κύριο ταλαντωτή συχνότητας 1 MHz, σταθεροποιημένο αντηχείο χαλαζία ZQ1. Οι διαιρέτες συχνότητας συναρμολογούνται σε μικροκυκλώματα DD2, DD3, DD4. Η μη τυπική συμπερίληψη μικροκυκλωμάτων επιλέχθηκε για ευκολία εγκατάστασης και δεν επιφέρει καμία λειτουργική αλλαγή. Παλμοί με ρυθμό επανάληψης 1 MHz παρέχονται στην είσοδο C2 του μετρητή DD2 (ακίδα 1).

Ο μετρητής λειτουργεί ως διαιρέτης συχνότητας με το 16. Ένα σήμα με συχνότητα 62.500 Hz εμφανίζεται στον ακροδέκτη 12 του DD2, ο οποίος αποστέλλεται στους μετρητές DD3 και DD4. Στην ακίδα 12 του DD3, εμφανίζονται παλμοί με συχνότητα 3906,25 Hz, οι οποίοι σχηματίζουν την εντολή 5. Στις ακίδες 9, 8, 11, 12 του DD4, συχνότητες 1953,125 Hz, 976,5525 Hz, 488,28125 Hz, εμφανίζονται η εντολή 3 και αντίστοιχα Hz , 4, 1, 2, τα οποία τροφοδοτούνται μέσω των διακοπτών S1...S4 στον διαμορφωτή πομπού όταν πατηθεί ένα από τα κουμπιά. Στην κατάσταση πίεσης, η εντολή 5 αποστέλλεται στον διαμορφωτή, ο οποίος δεν μεταφέρει πληροφορίες, τη λεγόμενη εντολή επαναφοράς.

Ο σταθεροποιητής DA1 χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία του κυκλώματος, καθώς ο πομπός τροφοδοτείται συνήθως από τάση +9...12 V. Η λυχνία LED n1 χρησιμεύει ως ένδειξη ότι το κύκλωμα είναι ενεργοποιημένο. Η δίοδος VD1 προστατεύει το κύκλωμα από την αντίστροφη πολικότητα της τάσης τροφοδοσίας, οι C2, C3 είναι πυκνωτές προστασίας από θόρυβο.

Καθέκαστα.

Αντιστάσεις τύπου MLT-0.125, MLT-0.25. Οι πυκνωτές του τύπου KM, τα μικροκυκλώματα K555 μπορούν να αντικατασταθούν με μικροκυκλώματα K155, αλλά η κατανάλωση ρεύματος του κυκλώματος αυξάνεται. Το κύκλωμα συναρμολογείται σε πλακέτα PCB διαστάσεων 75x60 mm. Το σχήμα 2 δείχνει PCBκωδικοποιητής.

Ρύθμιση.Δικαίωμα συναρμολογημένο κύκλωμαδεν απαιτεί προσαρμογή. Χρησιμοποιώντας ένα σκιλοσκόπιο και έναν μετρητή συχνότητας, ελέγξτε την παρουσία σημάτων μέσα σημεία ελέγχουκυκλώματα (Εικ. 1): pin 12 DD2, pin 12 DD3, pin 9, 8, 11, 12 DD4. Οι αντιστάσεις R1, R3 καθορίζουν τη σταθερή λειτουργία του κύριου ταλαντωτή. Εξαρτάται από τον τύπο του αντηχείου χαλαζία.

Ο αποκωδικοποιητής (Εικ. 3) συναρμολογείται σε τέσσερα μικροκυκλώματα τύπου K555 και τέσσερα τρανζίστορ VT1 - VT4. Η συσκευή έχει τέσσερα ίδια κανάλια. Ας δούμε τη δουλειά ενός από αυτούς. Το στοιχείο DD1.1 περιέχει έναν διαμορφωτή παλμού, ο οποίος δημιουργείται στο μπροστινό άκρο του παλμού εισόδου. Μια μονάδα σύγκρισης συναρμολογείται στο στοιχείο DD2.1. Ο παλμός εισόδου παρέχεται στην είσοδο B1 (ακίδα 10) του μικροκυκλώματος DD1 και στην ακίδα 12 του στοιχείου DD2.1. Κατά μήκος της πρόσφατης ακμής του παλμού εισόδου του μονοσταθερού DD1.1, δημιουργείται ένας παλμός, η διάρκεια του οποίου εξαρτάται από τα στοιχεία R3, C1. Οι τιμές των αντιστάσεων R3...R10 και των πυκνωτών C1...C4 επιλέγονται με τέτοιο τρόπο ώστε η διάρκεια των εντολών του κωδικοποιητή να συμπίπτει με τη διάρκεια των παραγόμενων παλμών των μονοσταθών αποκωδικοποιητή. Το Σχήμα 4α δείχνει ένα διάγραμμα της λειτουργίας του αποκωδικοποιητή απουσία εντολής.

Όταν η εντολή 1 φτάσει στην είσοδο του αποκωδικοποιητή (Εικ. 4, β), εμφανίζονται παλμοί ίδιας διάρκειας στον ακροδέκτη 5 του DD1.1 και στον ακροδέκτη 12 του DD2.1. Στον ακροδέκτη 11 του DD2.1 θα υπάρχει ένα επίπεδο καταγραφής "0", το τρανζίστορ VT1 είναι κλειστό, στον ακροδέκτη 8 του DD3.1 θα υπάρχει ένα επίπεδο καταγραφής "0". Όταν λαμβάνεται οποιαδήποτε άλλη εντολή στην είσοδο του αποκωδικοποιητή, θα υπάρχουν παλμοί με σταθερή διάρκεια στον ακροδέκτη 5 του DD1.1 και παλμοί με διάρκεια διαφορετική από τη διάρκεια παλμού του μονοσταθερού DD1.1 στον ακροδέκτη 12 του DD2 .1. Οι παλμοί εμφανίζονται στον ακροδέκτη 11 του DD2.1, ο οποίος ανοίγει το τρανζίστορ VT1 μέσω ενός ανορθωτή διπλασιασμού τάσης, C5, C6, VD1, VD2 και ένα επίπεδο log.T εμφανίζεται στον ακροδέκτη 8 του DD3.1. Η χωρητικότητα των πυκνωτών C5 και C6 επιλέγεται με τέτοιο τρόπο ώστε όταν η διάρκεια του παλμού αλλάζει εντός των συχνοτήτων των εισερχόμενων εντολών, τροφοδοτείται μια ανορθωμένη τάση στη βάση των τρανζίστορ VT1 - VT4, η οποία δεν επηρεάζει τη λειτουργία των στοιχείων DD3. 1 - DD3.4. Τα υπόλοιπα κανάλια αποκωδικοποιητή λειτουργούν παρόμοια, ρυθμισμένα στη διάρκεια των αντίστοιχων εντολών από τις αντιστάσεις R3...R10 και τους πυκνωτές C1...C4. Ελλείψει εντολής ελέγχου, μια εντολή επαναφοράς αποστέλλεται στην είσοδο του αποκωδικοποιητή, δημιουργώντας εντολές στις εξόδους DD3.1...DD3.4. Όταν λαμβάνεται παρεμβολή, συμβαίνει το ίδιο πράγμα όπως όταν λαμβάνεται μια εντολή επαναφοράς. Χάρη στη χρήση της μεθόδου που περιγράφεται παραπάνω στον αποκωδικοποιητή, διακίνησηςΤα φίλτρα εντολών κυμαίνονται από ±20 Hz (εντολή 1) έως ±240 Hz (εντολή 4) και οι συχνότητες εντολών στα φίλτρα LC κυμαίνονται από αρκετές εκατοντάδες Hertz και υψηλότερες (ανάλογα με τον τύπο του κυκλώματος), που είναι ένας άλλος παράγοντας αποτροπής θορύβου .

Καθέκαστα. Αντιστάσεις τύπου MLT-0.125, MLT-0.25; αντιστάσεις συντονισμού τύπου SP5-1, SP5-2, SP5-3. πυκνωτές C1-C3 τύπου KM με το χαμηλότερο TKE. δίοδοι - KD503, KD509; Τρανζίστορ KT315 με ευρετήριο οποιουδήποτε γράμματος.

Τα μικροκυκλώματα της σειράς K555 μπορούν να αντικατασταθούν με τα K155, K1533, τα μικροκυκλώματα K555TL3 με K135LA3, αλλά στην περίπτωση αυτή η «απότομη» των μετώπων παλμών εντολής επιδεινώνεται. Εισαγόμενοι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές. Το κύκλωμα συναρμολογείται σε μια σανίδα από υαλοβάμβακα διαστάσεων 75x60 mm (Εικ. 5).

Ρύθμιση.Ένα σωστά συναρμολογημένο κύκλωμα αρχίζει να λειτουργεί αμέσως. Αφού ελέγξετε τη σωστή εγκατάσταση, συνδέστε τον διαμορφωμένο κωδικοποιητή στον αποκωδικοποιητή. Δίνοντας εντολές με τη σειρά τους με αντιστάσεις r4, R6, R8, R10, διαμορφώνονται τα κανάλια του αποκωδικοποιητή. Η ενεργοποίηση των LED H1-H2 διευκολύνει τη διαδικασία εγκατάστασης. Όταν ενεργοποιηθεί η εντολή, ανάβει το αντίστοιχο LED. Στη συνέχεια, οι παλμοί του αντίστοιχου καναλιού παρακολουθούνται με παλμογράφο. Για το πρώτο κανάλι, οι διάρκειες παλμού στις ακίδες 12, 13 του DD2.1 πρέπει να είναι οι ίδιες, ενώ στον ακροδέκτη 11 του DD2.1 πρέπει να υπάρχει ένα επίπεδο καταγραφής "0". Εάν είναι απαραίτητο, η ρύθμιση επαναλαμβάνεται με μεγαλύτερη ακρίβεια με την αντίσταση R4 και τον πυκνωτή C1. Τα υπόλοιπα κανάλια έχουν διαμορφωθεί πανομοιότυπα.

Λογοτεχνία:

1. Proskurin A. A. Modular radio control εξοπλισμός M.: DOSAAF USSR, 1988.

2. Shilo V. L. Δημοφιλή ψηφιακά μικροκυκλώματα - M.: Radio and Communications, 1989.

3. Mil G. Models with remote control.-L.: Shipbuilding, 1984.

Ένα από τα πολύ σημαντικά στοιχεία της ψηφιακής τεχνολογίας, και ιδιαίτερα στους υπολογιστές και τα συστήματα ελέγχου, είναι οι κωδικοποιητές και οι αποκωδικοποιητές.

Όταν ακούμε τη λέξη κωδικοποιητής ή αποκωδικοποιητής, μας έρχονται στο μυαλό φράσεις από κατασκοπευτικές ταινίες. Κάτι σαν: αποκρυπτογράφηση της αποστολής και κρυπτογράφηση της απάντησης.

Δεν υπάρχει τίποτα κακό σε αυτό, αφού τα μηχανήματα κρυπτογράφησης των σταθμών μας και του εξωτερικού χρησιμοποιούν κρυπτογραφητές και αποκρυπτογραφητές.

Κρυπτογραφητές.

Έτσι, ο κωδικοποιητής (κωδικοποιητής) είναι ηλεκτρονική συσκευή, σε αυτήν την περίπτωση ένα μικροκύκλωμα που μετατρέπει τον κωδικό ενός συστήματος αριθμών σε κωδικό ενός άλλου συστήματος. Οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενοι στα ηλεκτρονικά είναι οι κωδικοποιητές που μετατρέπουν τον δεκαδικό κώδικα θέσης σε παράλληλο δυαδικό. Αυτός είναι ο τρόπος με τον οποίο ο κωδικοποιητής μπορεί να υποδειχθεί σε ένα διάγραμμα κυκλώματος.

Για παράδειγμα, φανταστείτε ότι κρατάμε στα χέρια μας μια συνηθισμένη αριθμομηχανή, την οποία χρησιμοποιεί πλέον κάθε μαθητής.

Δεδομένου ότι όλες οι ενέργειες στην αριθμομηχανή εκτελούνται με δυαδικούς αριθμούς(θυμηθείτε τα βασικά των ψηφιακών ηλεκτρονικών), μετά από το πληκτρολόγιο υπάρχει ένας κωδικοποιητής που μετατρέπει τους αριθμούς που εισάγονται σε δυαδική μορφή.

Όλα τα κουμπιά της αριθμομηχανής είναι συνδεδεμένα κοινό σύρμακαι πατώντας, για παράδειγμα, το κουμπί 5 στην είσοδο του κωδικοποιητή, θα λάβουμε αμέσως τη δυαδική μορφή αυτού του αριθμού στην έξοδο του.

Φυσικά, ο κωδικοποιητής της αριθμομηχανής έχει μεγαλύτερο αριθμόεισόδους, καθώς εκτός από αριθμούς, πρέπει να εισαχθούν και ορισμένα άλλα σύμβολα αριθμητικών πράξεων, επομένως, όχι μόνο αριθμοί σε δυαδική μορφή, αλλά και εντολές αφαιρούνται από τις εξόδους του κωδικοποιητή.

Αν λάβουμε υπόψη την εσωτερική δομή του κωδικοποιητή, είναι εύκολο να διαπιστωθεί ότι είναι κατασκευασμένος στα απλούστερα βασικά λογικά στοιχεία.

Όλες οι συσκευές ελέγχου που λειτουργούν με δυαδική λογική, αλλά διαθέτουν δεκαδικό πληκτρολόγιο για διευκόλυνση του χειριστή, χρησιμοποιούν κωδικοποιητές.

Αποκωδικοποιητές.

Οι αποκρυπτογραφητές ανήκουν στην ίδια ομάδα, αλλά λειτουργούν ακριβώς το αντίθετο. Μετατρέπουν το παράλληλο δυαδικό σε δεκαδικό θέσης. Υποθετικός γραφικός προσδιορισμόςστο διάγραμμα μπορεί να φαίνεται κάπως έτσι.

Ή σαν αυτό.

Αν μιλάμε για αποκρυπτογραφητές πληρέστερα, τότε αξίζει να πούμε ότι μπορούν να μετατρέψουν τον δυαδικό κώδικα σε διαφορετικά συστήματααριθμοί (δεκαδικοί, δεκαεξαδικοί κ.λπ.). Όλα εξαρτώνται από τον συγκεκριμένο σκοπό και σκοπό του μικροκυκλώματος.

Το πιο απλό παράδειγμα. Έχετε δει μια ψηφιακή ένδειξη επτά τμημάτων, για παράδειγμα, ένα LED, περισσότερες από μία φορές. Εμφανίζει δεκαδικά ψηφία και αριθμούς που έχουμε συνηθίσει από την παιδική ηλικία (1, 2, 3, 4...). Αλλά, όπως γνωρίζετε, ψηφιακά ηλεκτρονικάλειτουργεί με δυαδικούς αριθμούς, οι οποίοι αντιπροσωπεύουν έναν συνδυασμό 0 και 1. Τι μετέτρεψε τον δυαδικό κώδικα σε δεκαδικό και τροφοδότησε το αποτέλεσμα στην ψηφιακή οθόνη επτά τμημάτων; Μάλλον έχετε ήδη μαντέψει ότι ο αποκωδικοποιητής το έκανε αυτό.

Η εργασία του αποκωδικοποιητή μπορεί να αξιολογηθεί ζωντανά εάν συναρμολογήσετε ένα απλό κύκλωμα που αποτελείται από ένα τσιπ αποκωδικοποιητή K176ID2και LED δείκτης επτά τμημάτων, που ονομάζεται επίσης "οκτώ". Ρίξτε μια ματιά στο διάγραμμα, θα σας διευκολύνει να καταλάβετε πώς λειτουργεί ο αποκωδικοποιητής. Για να συναρμολογήσετε γρήγορα ένα κύκλωμα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα breadboard χωρίς συγκόλληση.

Για αναφορά. Το τσιπ K176ID2 αναπτύχθηκε για να ελέγχει μια ένδειξη LED 7 τμημάτων. Αυτό το τσιπ είναι ικανό να μετατρέπει δυαδικό κώδικα από 0000 να 1001 , που αντιστοιχεί στα δεκαδικά ψηφία από το 0 έως το 9 (μία δεκαετία). Οι υπόλοιποι, υψηλότεροι συνδυασμοί απλώς δεν εμφανίζονται. Οι ακίδες C, S, K είναι βοηθητικές.

Το τσιπ K176ID2 έχει τέσσερις εισόδους (1, 2, 4, 8). Ορίζονται επίσης μερικές φορές D0 - D3. Ένας παράλληλος δυαδικός κώδικας (για παράδειγμα, 0001) παρέχεται σε αυτές τις εισόδους. Σε αυτήν την περίπτωση, ο δυαδικός κώδικας έχει 4 bit. Το μικροκύκλωμα μετατρέπει τον κώδικα έτσι ώστε οι έξοδοι ( α-ζ) εμφανίζονται σήματα που σχηματίζουν τα δεκαδικά ψηφία και τους αριθμούς που έχουμε συνηθίσει στον δείκτη επτά τμημάτων. Δεδομένου ότι ο αποκωδικοποιητής K176ID2 μπορεί να εμφανίζει δεκαδικά ψηφία στην περιοχή από 0 έως 9, θα τα δούμε μόνο στην ένδειξη.

Στις εισόδους του αποκωδικοποιητή K176ID2 συνδέονται 4 διακόπτες εναλλαγής (S1 - S4), με τη βοήθεια των οποίων μπορεί να τροφοδοτηθεί ένας παράλληλος δυαδικός κώδικας στον αποκωδικοποιητή. Για παράδειγμα, όταν ο διακόπτης εναλλαγής είναι κλειστός S1Μια λογική μονάδα παρέχεται στον ακροδέκτη 5 του μικροκυκλώματος. Εάν ανοίξετε τις επαφές του διακόπτη εναλλαγής S1- αυτό θα αντιστοιχεί στο λογικό μηδέν. Χρησιμοποιώντας διακόπτες εναλλαγής, μπορούμε να ορίσουμε χειροκίνητα το λογικό 1 ή 0 στις εισόδους του μικροκυκλώματος, νομίζω ότι όλα αυτά είναι ξεκάθαρα.

Το διάγραμμα δείχνει πώς εφαρμόζεται ο κωδικός 0101 στις εισόδους του αποκωδικοποιητή DD1. Ένδειξη LEDθα εμφανιστεί ο αριθμός 5 Εάν κλείσετε μόνο τον διακόπτη εναλλαγής S4, η ένδειξη θα εμφανίσει τον αριθμό 8. Για να γράψετε έναν αριθμό από το 0 έως το 9 σε δυαδικό κώδικα, αρκούν τέσσερα ψηφία: a 3 * 8 + a 2 * 4 + a 1 * 2 + a 0 * 1, Πού ένα 0 - ένα 3, είναι αριθμοί από το σύστημα αριθμών (0 ή 1).

Ας αναπαραστήσουμε τον αριθμό 0101 σε δεκαδική μορφή 0101 = 0*8 + 1*4 + 0*2 + 1*1 = 4 + 1 = 5 . Ας δούμε τώρα το διάγραμμα και ας δούμε ότι το βάρος του ψηφίου αντιστοιχεί στον αριθμό με τον οποίο πολλαπλασιάζεται το 0 ή το 1 στον τύπο.

Ένας αποκωδικοποιητής βασισμένος στην τεχνολογία TTL - K155ID1 χρησιμοποιήθηκε κάποτε για τον έλεγχο μιας εκκένωσης αερίου ψηφιακή ένδειξητύπου IN8, IN12, τα οποία είχαν μεγάλη ζήτηση τη δεκαετία του '70, καθώς οι δείκτες LED χαμηλής τάσης ήταν ακόμα πολύ σπάνιοι.

Όλα άλλαξαν στη δεκαετία του '80. Ήταν δυνατή η δωρεάν αγορά επτά τμημάτων Πίνακες LED(δείκτες) και σημειώθηκε έκρηξη στη συναρμολόγηση ηλεκτρονικών ρολογιών μεταξύ των ραδιοερασιτέχνων. Σπιτικό ηλεκτρονικό ρολόιΜόνο οι τεμπέληδες δεν το μάζευαν για το σπίτι.

Οι αποκρυπτογραφητές σάς επιτρέπουν να μετατρέψετε έναν τύπο δυαδικού κώδικα σε έναν άλλο. Για παράδειγμα, μετατρέψτε τον δυαδικό κώδικα θέσης σε γραμμικό οκταδικό ή δεκαεξαδικό. Ο μετασχηματισμός πραγματοποιείται σύμφωνα με τους κανόνες που περιγράφονται στους πίνακες αλήθειας, επομένως η κατασκευή αποκωδικοποιητών δεν είναι δύσκολη. Για να δημιουργήσετε έναν αποκωδικοποιητή, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τους κανόνες.

Δεκαδικός αποκωδικοποιητής

Ας εξετάσουμε ένα παράδειγμα ανάπτυξης ενός κυκλώματος αποκωδικοποιητή από δυαδικό σε δεκαδικό κώδικα. Ο δεκαδικός κωδικός συνήθως αναπαρίσταται ως ένα bit ανά δεκαδικό ψηφίο. Υπάρχουν δέκα ψηφία σε έναν δεκαδικό κωδικό, επομένως απαιτούνται δέκα έξοδοι αποκωδικοποιητή για να εμφανιστεί ένα δεκαδικό ψηφίο. Το σήμα από αυτές τις ακίδες μπορεί να εφαρμοστεί. Στην απλούστερη περίπτωση, μπορείτε απλά να υπογράψετε το εμφανιζόμενο ψηφίο πάνω από το LED Ο πίνακας αλήθειας του δεκαδικού αποκωδικοποιητή φαίνεται στον Πίνακα 1.

Πίνακας 1.Πίνακας αλήθειας δεκαδικού αποκωδικοποιητή.

Εισροές				Έξοδοι
8	4	2	1	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0
0	0	0	1	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0
0	0	1	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0
0	0	1	1	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0
0	1	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0
0	1	0	1	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0
0	1	1	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0
0	1	1	1	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0
1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	0
1	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1

Τα τσιπ του αποκωδικοποιητή φαίνονται στα διαγράμματα κυκλώματος στο Σχήμα 2. Αυτό το σχήμα δείχνει τον προσδιορισμό του δυαδικού δεκαδικού αποκωδικοποιητή, του πλήρους εσωτερικού διάγραμμα κυκλώματοςπου φαίνεται στο σχήμα 1.

Εικόνα 2. Γραφικός προσδιορισμός δυαδικού δεκαδικού αποκωδικοποιητή

Με τον ίδιο ακριβώς τρόπο, μπορείτε να πάρετε ένα διάγραμμα κυκλώματος για οποιονδήποτε άλλο αποκωδικοποιητή (αποκωδικοποιητή). Τα πιο κοινά σχήματα είναι οι οκταδικοί και δεκαεξαδικοί αποκρυπτογραφητές. Τέτοιοι αποκωδικοποιητές επί του παρόντος πρακτικά δεν χρησιμοποιούνται για προβολή. Βασικά, τέτοιοι αποκωδικοποιητές χρησιμοποιούνται ως στοιχεία πιο πολύπλοκων ψηφιακών μονάδων.

Αποκωδικοποιητής επτά τμημάτων

Συχνά χρησιμοποιείται για την εμφάνιση δεκαδικών και δεκαεξαδικών ψηφίων. Μια εικόνα ενός δείκτη επτά τμημάτων και τα ονόματα των τμημάτων του φαίνονται στο Σχήμα 3.

Εικόνα 3. Εικόνα ενός δείκτη επτά τμημάτων και το όνομα των τμημάτων του

Για να εμφανίσετε τον αριθμό 0 σε μια τέτοια ένδειξη, αρκεί να φωτίσετε τα τμήματα a, b, c, d, e, f. Για να εμφανιστεί ο αριθμός "1", τα τμήματα b και c ανάβουν. Με τον ίδιο ακριβώς τρόπο, μπορείτε να αποκτήσετε εικόνες όλων των άλλων δεκαδικών ή δεκαεξαδικών ψηφίων. Όλοι οι συνδυασμοί τέτοιων εικόνων ονομάζονται κώδικας επτά τμημάτων.

Ας δημιουργήσουμε έναν πίνακα αλήθειας για έναν αποκωδικοποιητή που θα σας επιτρέψει να μετατρέψετε έναν δυαδικό κώδικα σε έναν επτά τμημάτων. Αφήστε τα τμήματα να αναφλεγούν με μηδενικό δυναμικό. Τότε ο πίνακας αλήθειας του αποκωδικοποιητή επτά τμημάτων θα πάρει τη μορφή που φαίνεται στον Πίνακα 2. Η ειδική τιμή των σημάτων στην έξοδο του αποκωδικοποιητή εξαρτάται από την έξοδο του μικροκυκλώματος. Θα εξετάσουμε αυτά τα διαγράμματα αργότερα, στο κεφάλαιο για την εμφάνιση διάφορα είδηπληροφορίες.

Πίνακας 2. Πίνακας αληθειών του αποκωδικοποιητή επτά τμημάτων

Εισροές				Έξοδοι
8	4	2	1	ένα	σι	ντο	ρε	μι	φά	σολ
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1
0	0	0	1	1	0	0	1	1	1	1
0	0	1	0	0	0	1	0	0	1	0
0	0	1	1	0	0	0	0	1	1	0
0	1	0	0	1	0	0	1	1	0	0
0	1	0	1	0	1	0	0	1	0	0
0	1	1	0	0	1	0	0	0	0	0
0	1	1	1	0	0	0	1	1	1	1
1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
1	0	0	1	0	0	0	0	1	0	0

Σύμφωνα με τις αρχές της κατασκευής ενός αυθαίρετου πίνακα αλήθειας από έναν αυθαίρετο πίνακα αλήθειας, λαμβάνουμε ένα σχηματικό διάγραμμα ενός αποκωδικοποιητή επτά τμημάτων που υλοποιεί τον πίνακα αλήθειας που δίνεται στον Πίνακα 2. Αυτή τη φορά δεν θα περιγράψουμε λεπτομερώς τη διαδικασία ανάπτυξης το κύκλωμα. Το προκύπτον διάγραμμα κυκλώματος του αποκωδικοποιητή επτά τμημάτων φαίνεται στο Σχήμα 4.